Kemajuan besar, para ilmuwan mengembangkan sumber cahaya koheren berintensitas tinggi yang baru!

Metode optik analitik sangat penting bagi masyarakat modern karena memungkinkan identifikasi zat secara cepat dan aman dalam bentuk padat, cair, atau gas. Metode ini bergantung pada interaksi cahaya yang berbeda dengan zat-zat tersebut di berbagai bagian spektrum. Misalnya, spektrum ultraviolet memiliki akses langsung ke transisi elektronik di dalam suatu zat, sedangkan terahertz sangat sensitif terhadap getaran molekuler.

Gambar artistik spektrum pulsa inframerah tengah dengan latar belakang medan listrik yang menghasilkan pulsa tersebut.

Banyak teknologi yang dikembangkan selama bertahun-tahun telah memungkinkan hiperspektroskopi dan pencitraan, memungkinkan para ilmuwan untuk mengamati fenomena seperti perilaku molekul saat melipat, berputar, atau bergetar untuk memahami penanda kanker, gas rumah kaca, polutan, dan bahkan zat berbahaya. Teknologi ultrasensitif ini telah terbukti bermanfaat di berbagai bidang seperti deteksi makanan, penginderaan biokimia, dan bahkan warisan budaya, dan dapat digunakan untuk mempelajari struktur barang antik, lukisan, atau bahan pahatan.

Tantangan yang telah lama ada adalah kurangnya sumber cahaya kompak yang mampu mencakup rentang spektral yang luas dan kecerahan yang memadai. Sinkrotron dapat menyediakan cakupan spektral, tetapi mereka kekurangan koherensi temporal seperti laser, dan sumber cahaya tersebut hanya dapat digunakan di fasilitas pengguna skala besar.

Dalam sebuah studi terbaru yang diterbitkan di Nature Photonics, tim peneliti internasional dari Institut Ilmu Fotonik Spanyol, Institut Max Planck untuk Ilmu Optik, Universitas Negeri Kuban, dan Institut Max Born untuk Optik Nonlinier dan Spektroskopi Ultracepat, antara lain, melaporkan sumber penggerak inframerah tengah yang kompak dan berdaya terang tinggi. Perangkat ini menggabungkan serat kristal fotonik cincin anti-resonansi yang dapat dipompa dengan kristal nonlinier baru. Perangkat ini menghasilkan spektrum koheren dari 340 nm hingga 40.000 nm dengan kecerahan spektral dua hingga lima orde magnitudo lebih tinggi daripada salah satu perangkat sinkrotron paling terang.

Para peneliti mengatakan bahwa studi di masa mendatang akan menggunakan durasi pulsa periode rendah dari sumber cahaya untuk melakukan analisis domain waktu terhadap zat dan material, membuka jalan baru untuk metode pengukuran multimodal di bidang-bidang seperti spektroskopi molekuler, kimia fisik, atau fisika zat padat.